CN102191681A

CN102191681A - 一种抗菌无纺布及无纺布制品的生产方法

Info

Publication number: CN102191681A
Application number: CN201010125839XA
Authority: CN
Inventors: 周刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-21

Abstract

本发明公开了一种抗菌无纺布及无纺布制品的生产方法。本发明以化学相转移方法将水性纳米银抗菌剂制备成有机纳米银溶胶，使抗菌剂与无纺布基体具有良好的相容性。以该溶胶与有机溶剂混合后，喷涂于无纺布表面，干燥后能制备抗菌无纺布，由此制备的无纺布具有持久的抗菌作用。所获得的无纺布具有纳米银分散性好、粒径窄20-50nm，且具有工艺简单和无环境污染等特点。

Description

一种抗菌无纺布及无纺布制品的生产方法

技术领域

本发明涉及一种利用纳米技术与无纺布结合而得到的抗菌无纺布。以化学相转移方法将水性纳米银抗菌剂制备成有机纳米银溶胶，使抗菌剂与无纺布具有良好的相容性。以该溶胶与有机溶剂混合后，喷涂于无纺布表面，干燥后能制备抗菌无纺布，由此制备的无纺布具有持久的抗菌作用。

背景技术

无纺布由于其工艺流程短、生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点，已被广泛使用于各个领域。但是，由于人们对生活质量要求的越来越高，对于抗菌无纺布的抗菌抑菌要求也越来越高。

目前，无纺布制品在人们的日常生活和工农业生产中占有十分重要的地位。为使无纺布制品得到更广泛的应用，人们常在制备无纺布制品的过程中添加抗菌剂，从而获得抗菌无纺布制品。抗菌无纺布中使用的抗菌剂可归为无机类、有机类和天然类。有机类抗菌剂存在毒理安全差，化学稳定性差，会使微生物产生的耐药性。天然类抗菌剂因来源、提取水平、成本等条件的限制，其应用推广有一定困难，同时天然抗菌剂存在稳定性差、有色度等问题，应用范围窄。无机抗菌剂通过将无机抗菌材料固有的稳定和抗菌成分的高效性、广谱性相结合，成功地克服了以上缺点。

无机纳米材料的制备是当前材料研究的一个热点话题，特别是纳米银制备技术加速发展，方法多种多样。按实施状态可分为乳液法、溶液法、气相法，按反应条件分为还原法、光照法、超声法、水热法、电解法以及最近采用Y射线辐射法，上述方法各具特点。其中化学还原法因为所需实验条件简单，易于控制而得到普遍应用。但这方法的合成通常应用于水相，因为水能溶解许多金属盐以及不同类型的表面活性剂和多种聚合物，并可通调整溶液中各组分之间的浓度比来控制粒子的尺寸和形状，并传其外于稳定关态。水溶液的纳米银粒子要获得广泛应用，一般需要借助无机载体(沸石、硅藻土、碳纤维等)及有机载体(棉及粘胶纤维等)，将所含纳米银载体磨成干燥粉体，用于各类抗菌制品是当前最主要的工艺方法。此法工艺复杂、能耗高，获得纳米银产品粒度大、易团聚，一般为1微米。从抗菌的功效方面来看，由于含银沸石因其都存在于纤维内部，与外界的有效接触不够，因此抗菌的效果也随之降低。

因此，研究开发一种以无机纳米抗菌成分的无纺布，以拓展无纺布的应用范围，是人们所十分期望的。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现状而提供一种抗菌无纺布制备方法，以制备具有高效持久抗菌性能的无纺布，从而克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案，其特征在于，所述方法为：

本方法依据聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在水中溶解度随温度升高而降低的特性，建立了将PVP保护的银离子从水相转移到油相的简单而有效相转移技术，它与传统的纳米粒子相转移技术完全不同的方法。该法利用化学还原法先于水溶液中制备粒度均匀含PVP表面活性剂的纳米银粒子水溶液，然后向纳米水溶胶中加入适量正丁醇，在搅拌条件下升温至85℃，即可使金属纳米银粒子从水相转移至有机相，纳米银粒子不仅相转移效率高，而且在油相分散性好，无团聚发生。

以化学相转移方法将水性纳米银抗菌剂制备成有机纳米银溶胶，使抗菌剂与无纺布具有良好的相容性。以该溶胶与有机溶剂混合后，喷涂于无纺布表面，干燥后制得一种抗菌无纺布，所获得的无纺布具有分散性好，工艺简单和无环境污染等特点。

该方法具体包含下列步骤：

(1)纳米银水溶胶的制备：

在搅拌下将NaOH溶液加入AgNO₃溶液中产生沉淀。再将氨水加入使沉淀溶解，在搅拌下加入葡萄糖溶液，成为纳米银溶液，在纳米银水溶液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合搅拌后制得纳米银水溶胶。

反应机理如下：

2AgNO₃+2NaOH→2AgOH+2NaNO₃

2AgOH→Ag₂O+H₂O

Ag₂O+4NH₄OH→2Ag(NH₃)OH+3H₂O

2Ag(NH₃)₂OH+C₆H₁₂O₆→2Ag+C₆H₁₂O₇+2NH₃+H₂O

(2)纳米银粒子的相转移

在纳米银水溶胶中加入总重量20-50％的正丁醇溶液，在搅拌条件下将混合物水浴加热至80℃-85℃搅拌1-2小时，静至室温。待油水混合物自然分层后，银纳米粒子将会自发地从水相转移至正丁醇相。

(3)纳米银有机溶胶的制备

将有机和水溶液静置冷却至室温，用液相法分离水与正丁醇溶液。将分离出来的正丁醇纳米溶胶净化过滤，从而获得制取抗菌无纺布用纳米银粒子有机溶胶。

(4)抗菌无纺布的制成

以该溶胶与有机溶剂混合后，喷涂于无纺布表面，干燥后制得一种抗菌无纺布。将经过净化处理的纳米银有机溶胶加入有机溶剂稀释，按重量百分比1-20％以喷涂或浸渍于无纺布表面，干燥机后获得纳米银抗菌无纺布。

下面结合实例对发明作进一步的叙述。

实施例1

制造过程：

称取AgNO₃ 200-2000克，溶于100升水中，加入浓NaOH 150-600克不断搅拌。然后加入3-20公斤NH₄OH混合均匀。在搅拌下加入葡萄糖1-2公斤，制成纳米银水溶液。将1-2公斤聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，溶于水纳米银水溶液中，混合均匀制得纳米银水溶胶。

在纳米银水溶胶中加入总重量10-30升的正丁醇溶液，在搅拌条件下将混合物水浴加热至80℃-85℃搅拌1-2小时，静至室温。待油水混合物自然分层后，银纳米粒子将会自发地从水相转移至正丁醇相。

将有机和水溶液静置冷却至室温，用液相法分离水与正丁醇溶液。将分离出来的正丁醇纳米溶胶净化过滤，从而获得制取塑料用纳米银粒子有机溶胶。

实施例2

原料：无纺布(PP)

设备：喷涂机和干燥机

制造过程：

将实例(1)纳米银有机溶胶加入有机溶剂混合后，按重量百分比为1-10％的喷洒到无纺布表面，在50℃-100℃下烘干，制成抗菌无纺布。将该无纺布用于加工一次性口罩、医用防护服、空气过滤产品和水过滤处理产品。

实施例3

原料：无纺布(粘胶纤维)

设备：滚涂机和干燥机

制造过程：将实例(1)纳米银有机溶胶加入有机溶剂混合后，按重量百分比为10-20％通过滚涂将纳米银有机溶胶均匀分布到无纺布表面，经50℃-100℃下烘干，制成吸水性抗菌无纺布，将该无纺布用于加工成医用敷料产品。

抗菌无纺布抗菌性能测试：

1.抗菌性能测试：实施例3的无纺布，经检测结果如下：

(1)试验菌株采用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌。

(2)实验材料：营养琼脂，生理盐水。

(3)试验方法：消毒技术规范(2002版)试验结果如下：

菌株名称	24小时杀菌率
		大肠杆菌	99.9％
白色念珠菌	99.9％
		金黄色葡萄球菌	99.9％

2、其他物理性能指标符合国家相应标准

由上述的试验结果可见，抗菌无纺布具有抗菌率高，抗菌效果优异的特点，所获得的无纺布具有纳米银分散性好、粒径窄20-50nm，且具有工艺简单和无环境污染等特点。

Claims

1.一种抗菌无纺布及无纺布制品的生产方法，其特征在于，所述的方法为：

(1)纳米银水溶胶的制备。首先以化学还原的方法生产纳米银水溶液，在该溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮保护剂后形成粒径10-20nm的稳定性水溶胶。

(2)纳米银粒子的相转移。其后在温度70-90℃，搅拌速度在50-120rpm/min的条件下，将正丁醇溶液加入水溶胶的液体中，经过充分搅拌混合反应，静至室温。待油水混合物自然分层后，银纳米粒子将会自发地从水相转移至正丁醇相。

(3)纳米银有机溶胶的制备。将有机和水溶液静置冷却至室温，用液相法分离水与正丁醇溶液。

将分离出来的正丁醇纳米溶胶净化过滤，从而获得制取抗菌无纺布用纳米银粒子有机溶胶。

(4)抗菌无纺布的制成。将纳米银有机溶胶与有机溶剂混合后，喷涂于无纺布表面，干燥后制成抗菌无纺布。

2.根据权利要求1所述的抗菌无纺布，其特征在于：所述的抗菌无纺布是在无纺布表面涂覆添加有机纳米银粒子溶胶。

3.根据权利要求1所述的抗菌无纺布制品，其特征在于：所述的无纺布制品为：(1)医疗卫生用布：手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、卫生巾等；(2)家庭装饰用布：贴墙布、台布、床单、床罩等；(3)跟装用布：衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布等；(4)工业用布：过滤材料、土工布、包覆布等；(5)农业用布：作物保护布、育秧布、灌溉布、保温幕帘等。

4.根据权利要求1所述的有机纳米银粒子溶胶与有机溶剂混合，其特征在于：所述的有机溶剂为与正丁醇相互溶解的其他有机溶剂，如乙醇、正丁醇、苯及苯类溶剂、丙酮等。